Brak ustawiania FLAGA_CZAS w przerwaniu timera - kod w pętli głównej nie wykonuje się

Dzień dobry,

Trenuję programowanie i natrafiłem na mały lecz bardzo irytujący problem. Po krótce ma działać tak: ustawiony jest Timer0 na generowanie przerwania co 1ms (kwarc 8Mhz, preskaler 64, TCNT0=131), z tym jest wszystko okej. W przerwaniu dodany jest kod który zlicza 20 tyknięć timera i ustawia flagę: FLAGA_CZAS, która ma odblokować kod znajdujący się w pętli głównej i ma się wykonywać co 20ms (część kodu potrzebna do obsługi klawiatury). Testowo do debagowania w przerwaniu dodana instrukcja: PORTB ^= (1<<PB5); której docelowo nie będzie.

W wyniku działania programu na oscyloskopie widzę przebieg prostokątny na PB5 ze zboczami co 20ms (działanie poprawne) natomiast nie wykonuje się instrukcja: PORTB ^= (1<<PB4); zawarta w pętli gółnej programu. Wg mnie na obu pinach powinny być zbliżone do siebie przebiegi prostokątne.

Z tego co ustaliłem w przerwaniu od Timer0 nie jest ustawiana FLAGA_CZAS, ponieważ gdy strSprzet.Flagi |= FLAGA_CZAS; przeniosę na górę funkcji głównej, na PB4 mam przebieg prostokątny o przypadkowej częstotliwości około 500kHz.

Poniżej kod który napisałem:


Co robię nie tak jak trzeba ?? Siedzę nad tym już dłuższy czas i nie mam pomysłu co robić.

Najprawdopodobniej kompilator "nie widzi" zależności między użyciem zmiennej globalnej w przerwaniu i w pętli głównej i sobie to nazbyt optymalizuje. Możesz to prawdopodobnie wychwycić obserwując kod wynikowy w asemblerze. Rozwiązaniem może być zmiana stopnia optymalizacji kompilacji lub dodanie parametru "volatile" dla zmiennej globalnej.

Witam

Jak wspomniał przedmówca potrzebne jest volatile.

Drugi babol jest w pętli głównej powinno być tak.

Modyfikacja twojej flagi wygląda tak że pobierana jest z pamięci cały bajt modyfikowany i zapisywany, jak w tym momencie wystąpi przerwanie i będzie modyfikowana w przerwaniu flaga to zostanie ona nadpisana zmodyfikowaną starą wartością. Ten problem teraz raczej nie wystąpi ale jak program utyje to może powodować dziwne zachowanie.
Zamiast kombinować z flagami i sprawdzać klawiaturę w głównej pętli zrób to w przerwaniu jak to zazwyczaj się robi.

W życiu bym nie wpadł na to że kompilator zoptymalizuje program, tak że nie będzie działać. Raczej szukałem problemu w moim kodzie i logice działania. W planie procesor ma obsługiwać wyświetlacz, przerwania zewnętrzne (pomiar prędkości maszyny) oraz sterowanie PWM i przekaźnikami.

Wracając do tematu powinienem zadeklarować całą strukturę jako volatile czy tylko zmienną Flagi w tej strukturze, bo w strukturze maja być jeszcze inne zmienne dotyczące sprzętu używane w przerwaniach i pętli głównej (między innymi do obsługi wspomnianych klawiszy)?

Tak:


Czy tak jak pisał Kolega:


Co do umieszczania obsługi przycisków w przerwaniu. Ktoś mi kiedyś powiedział, żeby duże partie kodu umieszczać w pętli głównej, i odblokowywać tylko flagami ustawianymi w przerwaniu timera, żeby przerwanie tego timera było maksymalnie krótkie i nie zajmowało niepotrzebnie czasu. Tak się nie powinno robić?

Jeżeli to jest np. atmega328 to zamiast definiować strukturę z jednym polem Flagi użyj rejestr GPIOR0.

Ten rejestr znajduje się w pierwszych 32 adresach pamięci i każdy bit z osobna jest adresowalny. Gdy w kodzie C ustawisz albo wyzerujesz 1 bit to kompilator powinien wygenerować jedną instrukcję w asemblerze , przez co taka operacja jest atomowa i nie trzeba wyłączać przerwań "cli()" na czas modyfikacji bitu. Taki mały przykład:

Poniżej to co stworzył kompilator:

Jak widać ustawianie 1 bitu tworzy jedną atomową operację, ale gdy na raz ustawia się więcej bitów to do pracy zaprzęga się rejestry i ALU, więc trzeba uważać z przerwaniami. Toglowanie bitu generuje 3 instrukcje, więc trzeba deaktywować przerwania.

Toglowanie bitu jako instrukcja atomowa dotyczy jedynie rejestrów portów B,C i D, bo tak zostały sprytnie skonstruowane te porty I/O. Wystarczy do rejestru pinu zapisać jedynkę, np:

Znaczy toglowanie nie jest docelową instrukcją. Zostało dodane w celu debagowania na oscyloskopie. Procesor docelowy ATMega32 bo takie akurat mam w zapasie.

Przeanalizuję ten przykład kodu, popróbuję testować i zobaczę co wyjdzie.

Po dodaniu volatile wszystko działa poprawnie. Mam dokładnie 2 takie same przebiegi prostokątne na PB4 i PB5, jeden z przerwania drugi z funkcji głównej. Jak Waszym zdaniem powinno się robić? Kod danej funkcji w przerwaniu, czy w przerwaniu tylko ustawianie flagi uruchamiającej tą część kodu.

Dziękuję za dotychczasowe cenne wskazówki!!

nowakus napisał:

Jak Waszym zdaniem powinno się robić? Kod danej funkcji w przerwaniu, czy w przerwaniu tylko ustawianie flagi uruchamiającej tą część kodu.

Dziękuję za dotychczasowe cenne wskazówki!!

To drugie, zasadą jest aby przerwania były szybkie, wtedy sobie najmniej przeszkadzają, oczywiście są wyjątki jak np falownik gdzie w przerwaniu PWM musisz obliczyć nową próbkę i wysłać ją do rejestru, wtedy nie ma sensu z niego wychodzić bo się robią za duże opóźnienia. Wejdź sobie w katalog " output files" i kliknij dwa razy na pliku *.lss, tam będziesz miał asembler i zobacz jak wyglądają przerwania, nie dość że procesor musi zapamiętać aktualną pozycję, wczytać nowy adres i tam skoczyć (przerwanie) i tego jeszcze nie widzimy, to potem już w samej procedurze musi odłożyć rejestry które zmienia i stworzyć sobie środowisko czy zerowanie r1 (to widzimy), potem na wyjściu robi wszystko odwrotnie, a to trwa.

"Nowe" czyli od Xmega i nowsze AVR mają mozliwość priorytetu przerwania. Poprzednie miały ustalony.
Nie wiem jaki to AVR, ale jeśli ustawisz Timer i przerwanie od niego to jak będzie w przerwaniu to oczywiście zauważy potem flagę przerwania z USART, ale może być za późno, dlatego jeśli nie trzeba, to się przerwań od wszystkiego nie uruchamia.

Rzadko w swoich programach uruchamiam przerwania od Timerów. Tylko jeśli to ścisle czasowo zależne ponieważ drugim sposobem obsługi Timerów jest obsługa ich flag.

Możesz ustawić w programie Timer2 dla np. Mega328P na Clear Timer i w pętli głownej będzie na Ciebie czekała flaga "Tifr2.ocf2a" i jeśli równa sie jeden to "czas wybił".
Nie wiem po co co milisekundę przerywać program jeśli można OCF2A ustawić z prescalerem 1024 na 10ms (178 = 8MHz/1024=10ms)
Pamiętać należy to że flagi przy wejściu w przerwanie AVR starego typu kasuje sam, czego nie robi Xmega E5 i podobne, ale też czytając flagi w petli głównej już sami musimy je kasować wpisując jedynkę do rejestru ( w to samo miejsce wpisanie jedynki kasuje flagę).


@Janusz_kk
Atmega 328P z kwarcem 18432000 (w specyfikacji mozna ja kręcić do 20MHz) spokojnie potrafi wygenerować trzy PWM przesunięte w fazie o 120 stopni z krokiem 256 z częstotliwością 50Hz przy tym nadając na USART o aktualnych warunkach jednego potencjometru.
Nie liczyłem na palcach jak z wyższymi Freq.

bart-projects napisał:

Atmega 328P z kwarcem 18432000 (w specyfikacji mozna ja kręcić do 20MHz) spokojnie potrafi wygenerować trzy PWM przesunięte w fazie o 120 stopni z krokiem 256 z częstotliwością 50Hz przy tym nadając na USART o aktualnych warunkach jednego potencjometru.

Pewnie że potrafi, ja na attiny 861 wygenerowałem 3 sinusy co 120 st z regulacją F od 20 do 250Hz i V od 0 do max na 16khz PWM.

bart-projects napisał:

"Nowe" czyli od Xmega i nowsze AVR mają mozliwość priorytetu przerwania.

Ale on ma stare megi, tam nie ma piorytetów.

bart-projects napisał:

Rzadko w swoich programach uruchamiam przerwania od Timerów. Tylko jeśli to ścisle czasowo zależne ponieważ drugim sposobem obsługi Timerów jest obsługa ich flag.

Pooling, jeszcze bardziej nieefektywny od przerwań. A można to zrobić bardzo efektywnie na przerwaniach za pomocą sbi, cbi, wtedy nawet rejestru stanu nie trzeba zachowywać bo się żadne flagi nie zmieniają.
Robimy to tak, tworzymy strukturę bitów

'upychamy' ją w rejestrze z dostępem bitowym, w nowych jest GPIO w starszy w niewykorzystanym rejestrze, np TWAR

co można 'zautomatyzować' jak widać i dostajemy zmienną bitową 'INT' którą np ustawiamy komendą

a testujemy

w przerwaniu ją ustawiamy

i tyle.

Odniosłem sie do tego że OT przerwanie ustawił co 1ms i zlicza w nim do 20ms.
Napisałem też że będąc w przerwaniu co 1ms można "przeoczyć" inne przerwanie.
Jeśli odbieramy szybko dane na przerwaniach to niekoniecznie takie 10ms jest najważniejsze.

bart-projects napisał:

Odniosłem sie do tego że OT przerwanie ustawił co 1ms i zlicza w nim do 20ms.

Wiem, też to zauważyłem, pisałem bardziej ogólnie, ale masz racje, niepotrzebnie 'młóci' to przerwanie co 1 ms chyba że jeszcze coś będzie odmierzał.
To raz a dwa to w pętli głównej bym odliczał te 20ms i od razu czytał klawiaturę a nie w przerwaniu, tam niech sobie tylko leci licznik milisekund.

bart-projects napisał:

Napisałem też że będąc w przerwaniu co 1ms można "przeoczyć" inne przerwanie.

Nie przeoczy tylko opóźni. Przerwania nie przepadają, nawet jak będzie drugie takie same, po wyjściu z pierwszego po jednym rozkazie z pętli głównej wróci z powrotem do przerwania.

Wiem że flaga w rejestrze będzie ustawiona, ale co po niej jak już następny bajt w kolejce... komunikacja posypana. a po co to , nie mozna sprawdzić flagi timera 1,5ms (czy szybciej)/później) później?
Pisałem że na przerwaniach Timera tylko ściśle zależnie czasowo..reszta nie zauważy opóźnienia.